CN216969199U - 车轮组件及具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车轮组件及具有其的车辆。该车轮组件包括：车轮，车轮具有散热口，散热口沿车轮的轴向上贯通车轮；降风阻装置，降风阻装置包括扇叶和弹性元件，弹性元件的一端与扇叶相连，弹性元件的另一端与车轮相连，在车轮的转速小于转速预设值时，扇叶处于避开散热口的第一状态，在车轮的转速等于或大于转速预设值时，扇叶处于至少部分遮挡散热口的第二状态，弹性元件适于施加使扇叶向第一状态转动的复位力矩。根据本实用新型的车轮组件，利用弹性元件施加给扇叶的复位力矩及车轮旋转时的离心力控制车轮的镂空比，无需复杂电气控制系统，容易在量产车辆中实现应用，且节省成本。

Description

车轮组件及具有其的车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种车轮组件及具有其的车辆。

背景技术

中国发明专利申请公开说明书中申请号“CN202011186115.6”名称为“一种基于电气控制系统的主动气动轮辋装置及其散热方法”公开了一种基于电气控制系统的主动气动轮辋装置及其散热方法。

该申请通过电机控制转动活动轮辋组件来增大或减小散热口的开口面积，进而可以根据车辆的实际车况调节散热口的开口面积或者轮辋旋转及转速，以使各个工况下的车辆均具有较佳的散热性能和气动性能。

但该申请需使用电机等控制模块来实现活动轮辋组件转动，导致结构复杂、成本高昂，且轮胎处空间受限，实施较困难。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本实用新型提出一种车轮组件，能够调节散热口的流通面积且结构简单。

本实用新型还提出了一种具有上述车轮组件的车辆。

根据本实用新型实施例的车轮组件包括：车轮，所述车轮具有散热口，所述散热口沿所述车轮的轴向上贯通所述车轮；降风阻装置，所述降风阻装置包括扇叶和弹性元件，所述弹性元件的一端与所述扇叶相连，所述弹性元件的另一端与所述车轮相连，在所述车轮的转速小于转速预设值时，所述扇叶处于避开所述散热口的第一状态，在所述车轮的转速等于或大于所述转速预设值时，所述扇叶处于至少部分遮挡所述散热口的第二状态，所述弹性元件适于施加使所述扇叶向所述第一状态转动的复位力矩。

根据本实用新型实施例的车轮组件，利用弹性元件施加给扇叶的复位力矩及车轮旋转时的离心力控制车轮的镂空比，无需复杂电气控制系统，容易在量产车辆中实现应用，且节省成本。

根据本实用新型的一些实施例，所述第二状态包括部分遮挡状态和全部遮挡状态，在所述部分遮挡状态，所述扇叶对所述散热口的遮挡面积与所述车轮的转速成正相关。

根据本实用新型的一些实施例，所述车轮具有扇叶腔，所述扇叶可转动地安装于所述扇叶腔内，所述扇叶的转动轴线与所述车轮的轴线相同。

根据本实用新型的一些实施例，所述弹性元件为扭簧且包括扭簧本体、从所述扭簧本体伸出的第一支臂和第二支臂，所述扭簧本体位于所述车轮的轴心，所述第一支臂与所述扇叶相连，所述第二支臂与所述车轮相连。

根据本实用新型的一些实施例，所述扇叶包括：扇叶环和叶片，所述叶片从所述扇叶环处径向向外延伸出，所述第一支臂与所述扇叶环相连。

进一步地，所述散热口为一个或多个，所述叶片与所述散热口数量相同，且在所述第二状态下，所述叶片适于遮挡对应的所述散热口。

根据本实用新型的一些实施例，所述叶片的面积大于对应所述散热口的面积。

根据本实用新型的一些实施例，所述车轮上设置有限位凸部，所述限位凸部用于限制所述第二状态下所述扇叶的最大转动角度。

根据本实用新型的一些实施例，所述车轮包括：轮毂，所述轮毂具有车身连接部；轮辋，所述轮辋设置在所述轮毂的外周围；轮辐，所述轮辐连接所述轮辋的一侧侧边和所述轮毂，所述散热口形成在所述轮辐上，所述扇叶与所述轮辋位于所述轮辐的同一侧。

根据本实用新型另一方面实施例的车辆，包括上述的车轮组件。

根据本实用新型实施例的车辆，其车轮组件利用弹性元件施加给扇叶的复位力矩及车轮旋转时的离心力控制车轮的镂空比，无需复杂电气控制系统，容易在量产车辆中实现应用，且节省成本。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是车轮的正面示意图；

图2是降风阻装置的示意图；

图3是弹性元件的示意图；

图4是车轮组件的侧面剖视图；

图5是扇叶处于第一状态时的示意图；

图6是扇叶处于第二状态时的示意图；

图7是车辆的示意图。

附图标记：

车辆100、车轮组件10、车轮1、轮毂11、车身连接部111、轮辋12、轮辐13、散热口14、扇叶腔15、限位凸部16、降风阻装置2、扇叶21、扇叶环211、叶片212、弹性元件22、扭簧本体221、第一支臂222、第二支臂223、第一固定点224、第二固定点225。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合图1-图7详细描述根据本实用新型实施例的车轮组件10以及车辆100。

参照图1-图2、图4-图6所示，根据本实用新型实施例的车轮组件10可以包括车轮1以及降风阻装置2。

其中，参照图1、图5-图6所示，车轮1具有散热口14，散热口14在车轮1的轴向上贯通车轮1。当将车轮组件10安装在车身上之后，当散热口14处有空气流通时，能够实现给车轮1内侧零部件(例如刹车盘)进行散热。

参照图2-图6所示，降风阻装置2可以包括扇叶21和弹性元件22，扇叶21可转动地设置在车轮1上。

扇叶21具有第一状态，在第一状态时，如图5所示，扇叶21转动至完全避开散热口14，此时，散热口14的流通面积最大。第一状态如图5所示，使得车轮1的镂空比为100％。

进一步地，扇叶21还具有第二状态，在第二状态时，扇叶21至少部分遮挡散热口14，以使散热口14的流通面积变小。换言之，扇叶21可以转动至覆盖车轮1的一部分散热口14或全部散热口14。

具体而言，第二状态包括部分遮挡状态和全部遮挡状态，在部分遮挡状态下，扇叶21遮挡一部分散热口14，使得车轮1的镂空比大于0且小于100％；全部遮挡状态如图6所示，扇叶21遮挡全部散热口14，使得车轮1的镂空比为0，此时，散热口14的流通面积最小，即为0。

当车轮组件10应用于车辆100上后，散热口14的流通面积(也可以说车轮1的镂空比)影响整车空气阻力和散热。具体而言，在整车空气阻力中，车轮1阻力可以占整车空气阻力的20％-30％，而散热口14的流通面积对车轮1阻力起到很关键的作用。一般来说，散热口14的流通面积越大，从前舱卷入车轮1的气流会越多，使车轮1周边的气流更加紊乱，从而导致气流流经车轮1时能量耗散大；而当散热口14的流通面积为零时，车辆100风阻系数可降低0.01-0.02。简而言之，当车轮组件10应用于车辆100上后，散热口14的流通面积越小，则车轮1的风阻越小。

此外，散热口14的流通面积还与刹车盘的散热有关，散热口14的流通面积越大，则刹车盘的散热越好。

弹性元件22的一端与扇叶21相连，弹性元件22的另一端与车轮1相连，参照图2-图3所示，弹性元件22具有第一固定点224和第二固定点225，弹性元件22与扇叶21在第一固定点224处固定相连，弹性元件22与车轮1在第二固定点225处固定相连。

在车轮1的转速小于转速预设值时，例如车轮1处于静止或低速状态时，扇叶21处于避开散热口14的第一状态，如图5所示，此时，车轮1处于高镂空比状态；在车轮1的转速等于或大于转速预设值时，例如车轮1处于高速状态时，扇叶21处于至少部分遮挡散热口14的第二状态，如图6所示，弹性元件22适于施加使扇叶21向第一状态转动的复位力矩。也就是说，当车轮1的转速等于或大于转速预设值时，扇叶21受到的离心力大于弹性元件22施加给扇叶21的复位力矩，使得扇叶21向遮挡散热口14的方向转动。

复位力矩的方向与车轮1的转动方向同向。参照图5-图6所示，车轮1的转动方向为逆时针方向，复位力矩的方向也为逆时针方向。

根据本实用新型实施例的车轮组件10为主动式空气动力学车轮组件，利用弹性元件22施加给扇叶21的复位力矩及车轮1旋转时的离心力控制车轮1的镂空比，无需复杂电气控制系统，容易在量产车辆100中实现应用，且节省成本。此外，通过扇叶21的转动来改变散热口14的流通面积，还能使车轮1风阻降到最低，降低行车能耗，同时也可平衡在散热口14流通面积较小情况下可能会发生的刹车散热问题。

在本实用新型的一些实施例中，第二状态包括部分遮挡状态和全部遮挡状态，在部分遮挡状态下，扇叶21对散热口14的遮挡面积与车轮1的转速成正相关。也就是说，在部分遮挡状态下，车轮1的转速越快，扇叶21受到的离心力就越大，扇叶21对散热口14的遮挡面积也就越大。而在全部遮挡状态下，扇叶21对散热口14的遮挡面积固定。

在本实用新型的一些实施例中，参照图4所示，车轮1具有扇叶腔15，扇叶21可转动地安装于扇叶腔15内，扇叶腔15形成了扇叶安装空间，在车轮组件10应用于车辆100上时，扇叶腔15的腔壁可以对扇叶21进行防护，防止行车过程中路面砂石等击打扇叶21。

扇叶21的转动轴线与车轮1的轴线相同，这样，车轮组件10的结构简单，装配容易。

在本实用新型的一些实施例中，弹性元件22为扭簧22，且扭簧22包括扭簧本体221、第一支臂222和第二支臂223，第一支臂222和第二支臂223均从扭簧本体221伸出，扭簧本体221位于车轮1的轴心，第一支臂222与扇叶21相连，第二支臂223与车轮1相连。

参照图2-图3所示，第一固定点224形成在第一支臂222的末端，第二固定点225形成在第二支臂223的末端，第一支臂222与扇叶21在第一固定点224处固定相连，第二支臂223与车轮1在第二固定点225处固定相连。

在车轮1的转速小于转速预设值时，第一支臂222和第二支臂223之间相距较远，弹性元件22施加给扇叶21的复位力矩大于扇叶21受到的离心力，此时，扇叶21具有避开散热口14的趋势，使扇叶21保持在第一状态。

在车轮1的转速等于或大于转速预设值时，弹性元件22施加给扇叶21的复位力矩小于扇叶21受到的离心力，此时，弹性元件22不足以使扇叶21完全避开散热口14，因此扇叶21向遮挡散热口14的方向转动。

在本实用新型的一些实施例中，参照图2、图5-图6所示，扇叶21可以包括：扇叶环211和叶片212，扇叶环211构造为环形结构，且扇叶环211的转动轴线与车轮1的轴线相同。叶片212与扇叶环211相连接，并且叶片212从扇叶环211处径向向外延伸出，第一支臂222与扇叶环211相连。

进一步地，散热口14为一个或多个，叶片212与散热口14数量相同，且在第二状态下，叶片212适于遮挡对应的散热口14。例如在图1-图2、图5-图6所示的实施例中，散热口14为五个，叶片212也为五个。当散热口14为多个时，多个散热口14沿车轮1的周向均匀分布，由此可以提升车轮1的力学性能，改善应力集中现象。

在扇叶21处于部分遮挡状态时，每个扇叶21可以遮挡对应散热口14的三分之一、二分之一、五分之四等；在扇叶21处于全部遮挡状态时，五个扇叶21遮挡五个散热口14；在扇叶21处于第一状态时，扇叶21遮挡零个散热口14。

在本实用新型的一些实施例中，叶片212的面积大于对应散热口14的面积。在车轮1的径向上，扇叶21的长度略大于散热口14的长度，也就是说，扇叶21的内端位于散热口14的内侧，扇叶21的外端位于散热口14的外侧。而在车轮1的周向上，扇叶21的宽度略大于散热口14的宽度，这样，当扇叶21与散热口14正对时，才能够完全遮挡散热口14，以改变散热口14的流通面积。

可以理解的是，本实用新型实施例中所说的“内端”、“内侧”指的是靠近车轮1轴线的一端或一侧，“外端”、“外侧”指的是远离车轮1轴线的一端或一侧。

在本实用新型的一些实施例中，参照图5-图6所示，车轮1上设置有限位凸部16，限位凸部16用于限制第二状态下扇叶21的最大转动角度。限位凸部16可以构造为沿车轮1的径向延伸的条形凸起，如图5-图6所示。限位凸部16还可以构造为凸点。在车轮1的轴向上，限位凸部16的高度大于扇叶21与车轮1的距离，以保证限位凸部16能够对扇叶21起到止挡作用。

在本实用新型的一些实施例中，参照图1、图4所示，车轮1可以包括：轮毂11、轮辋12以及轮辐13，轮毂11具有车身连接部111，车身连接部111可以构造为安装孔。轮辋12设置在轮毂11的外周围，轮胎适于安装在轮辋12上。轮辐13连接轮辋12和轮毂11，散热口14形成在轮辐13上，扇叶21可转动地设置在轮辐13的一侧，扇叶21处于第二状态时，扇叶21至少部分地遮挡轮辐13上的散热口14，扇叶21处于第一状态时，扇叶21避开轮辐13上的散热口14。

可选地，轮辐13连接轮辋12的一侧侧边和轮毂11，扇叶21与轮辋12位于轮辐13的同一侧。可选地，降风阻装置2整体与轮辋12位于轮辐13的同一侧。

在将车轮组件10安装在车辆100上时，降风阻装置2与轮辋12位于轮辐13的朝向车身的一侧，这样，降风阻装置2被轮辐13遮挡，轮辐13可以对降风阻装置2进行防护。同时，降风阻装置2位于轮辐13的内侧面，对轮辐13外侧造型无任何要求，不会限制轮辐13造型。

参照图4所示，轮辐13可以包括第一板131和第二板132，第一板131和第二板132均的内端连接轮毂11，外端连接轮辋12，轮辋12、第一板131和第二板132之间限定出扇叶腔15，第一板131和第二板132均可以对扇叶21起到防护作用。

参照图5，当车辆100处于静止和低速状态时，扇叶21与轮辐13的非镂空区域正对，以与散热口14错开，扇叶21由扭簧22进行限位，扭簧22与轮毂11轴心在第二固定点225固定连接，此时，车轮1处于高镂空比状态。

参照图6，当车辆100高速行驶时，扇叶21由于受到高速旋转的离心力，扇叶21克服扭簧4的弹力(即复位力矩)而转动至完全覆盖散热口14后达到限定凸部16，此时达到最佳气动车轮1的状态，以减小风阻。

当车辆进行刹车减速时，扇叶21受到的离心力减小，扭簧22的弹力将大于离心力，扇叶21受到扭簧22弹力，被拉回至与散热口14错开的位置，逐渐将散热口14(即镂空区域)露出，即可实现给刹车盘散热，避免刹车散热问题出现。

扭簧22型号的选择主要取决于扇叶21的叶片212质量和质心位置，不同的质量和质心位置需要匹配不同扭力的扭簧22。匹配要求为叶片212在车速大于60km/h时，叶片212所受的切向力应大于或等于扭簧22被拉动的扭力，建议在实际运用中进行扭簧型号选择匹配。

参照图7所示，根据本实用新型另一方面实施例的车辆100，包括上述实施例的车轮组件10。该车轮组件10为主动式气动车轮，可以通过主动式调节车轮1的镂空比，使风阻降到最低，从而降低行车能耗，同时也可平衡在车轮1低镂空比下可能会发生的刹车散热问题。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种车轮组件，其特征在于，包括：

车轮，所述车轮具有散热口，所述散热口沿所述车轮的轴向上贯通所述车轮；

降风阻装置，所述降风阻装置包括扇叶和弹性元件，所述弹性元件的一端与所述扇叶相连，所述弹性元件的另一端与所述车轮相连，在所述车轮的转速小于转速预设值时，所述扇叶处于避开所述散热口的第一状态，在所述车轮的转速等于或大于所述转速预设值时，所述扇叶处于至少部分遮挡所述散热口的第二状态，所述弹性元件适于施加使所述扇叶向所述第一状态转动的复位力矩。

2.根据权利要求1所述的车轮组件，其特征在于，所述第二状态包括部分遮挡状态和全部遮挡状态，在所述部分遮挡状态，所述扇叶对所述散热口的遮挡面积与所述车轮的转速成正相关。

3.根据权利要求1所述的车轮组件，其特征在于，所述车轮具有扇叶腔，所述扇叶可转动地安装于所述扇叶腔内，所述扇叶的转动轴线与所述车轮的轴线相同。

4.根据权利要求1所述的车轮组件，其特征在于，所述弹性元件为扭簧且包括扭簧本体、从所述扭簧本体伸出的第一支臂和第二支臂，所述扭簧本体位于所述车轮的轴心，所述第一支臂与所述扇叶相连，所述第二支臂与所述车轮相连。

5.根据权利要求4所述的车轮组件，其特征在于，所述扇叶包括：扇叶环和叶片，所述叶片从所述扇叶环处径向向外延伸出，所述第一支臂与所述扇叶环相连。

6.根据权利要求5所述的车轮组件，其特征在于，所述散热口为一个或多个，所述叶片与所述散热口数量相同，且在所述第二状态下，所述叶片适于遮挡对应的所述散热口。

7.根据权利要求5所述的车轮组件，其特征在于，所述叶片的面积大于对应所述散热口的面积。

8.根据权利要求1所述的车轮组件，其特征在于，所述车轮上设置有限位凸部，所述限位凸部用于限制所述第二状态下所述扇叶的最大转动角度。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的车轮组件，其特征在于，所述车轮包括：

轮毂，所述轮毂具有车身连接部；

轮辋，所述轮辋设置在所述轮毂的外周围；

轮辐，所述轮辐连接所述轮辋的一侧侧边和所述轮毂，所述散热口形成在所述轮辐上，所述扇叶与所述轮辋位于所述轮辐的同一侧。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的车轮组件。

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